JP2002055336A - 液晶表示装置 - Google Patents
液晶表示装置Info
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- JP2002055336A JP2002055336A JP2000244245A JP2000244245A JP2002055336A JP 2002055336 A JP2002055336 A JP 2002055336A JP 2000244245 A JP2000244245 A JP 2000244245A JP 2000244245 A JP2000244245 A JP 2000244245A JP 2002055336 A JP2002055336 A JP 2002055336A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 液晶セルにマイクロレンズアレイを組み合わ
せて輝度や視野角の改善を計るものにおいて、その目的
を一層効果的に達成できる構成、また少ない構成部材で
目的を達成できる構成を提案する。 【解決手段】 液晶セル１０の観察者側偏光板２２にマ
イクロレンズアレイ３０を重ねると共に、前記マイクロ
レンズアレイ３０は、平面形状多角形のマイクロレンズ
３１を隙間なく密集させた構成とした。また、液晶セル
１０を構成する基板１２自身をマイクロレンズアレイと
すると共に、このマイクロレンズアレイの表面凹部を、
観察者側偏光板２２接着用の粘着剤で満たす構成とし
た。
せて輝度や視野角の改善を計るものにおいて、その目的
を一層効果的に達成できる構成、また少ない構成部材で
目的を達成できる構成を提案する。 【解決手段】 液晶セル１０の観察者側偏光板２２にマ
イクロレンズアレイ３０を重ねると共に、前記マイクロ
レンズアレイ３０は、平面形状多角形のマイクロレンズ
３１を隙間なく密集させた構成とした。また、液晶セル
１０を構成する基板１２自身をマイクロレンズアレイと
すると共に、このマイクロレンズアレイの表面凹部を、
観察者側偏光板２２接着用の粘着剤で満たす構成とし
た。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は直視型の液晶表示装
置に関する。
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、画像表示手段として液晶表示装置
が広汎に使用されている。その性能は年々向上している
とはいうものの、輝度や視野角の面で改善すべき点は多
い。これらの改善については様々な提案がなされてい
る。液晶セルにマイクロレンズアレイを組み合わせる手
法がその一例である。特開平９−２８８２７４号公報や
特開平１０−４８６２８号公報にかかる例を見ることが
できる。
が広汎に使用されている。その性能は年々向上している
とはいうものの、輝度や視野角の面で改善すべき点は多
い。これらの改善については様々な提案がなされてい
る。液晶セルにマイクロレンズアレイを組み合わせる手
法がその一例である。特開平９−２８８２７４号公報や
特開平１０−４８６２８号公報にかかる例を見ることが
できる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、液晶セルに
マイクロレンズアレイを組み合わせて輝度や視野角の改
善を計るものにおいて、その目的を一層効果的に達成で
きる構成、また、少ない構成部材で目的を達成できる構
成を提案するものである。
マイクロレンズアレイを組み合わせて輝度や視野角の改
善を計るものにおいて、その目的を一層効果的に達成で
きる構成、また、少ない構成部材で目的を達成できる構
成を提案するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１に記載の発明では、液晶セルの観察者側偏
光板にマイクロレンズアレイを重ねると共に、前記マイ
クロレンズアレイは、平面形状多角形のマイクロレンズ
を隙間なく密集させた構成とした。
め、請求項１に記載の発明では、液晶セルの観察者側偏
光板にマイクロレンズアレイを重ねると共に、前記マイ
クロレンズアレイは、平面形状多角形のマイクロレンズ
を隙間なく密集させた構成とした。
【０００５】請求項２に記載の発明では、請求項１の構
成に加え、マイクロレンズの平面形状が正三角形、正方
形、正六角形のいずれかであるものとした。
成に加え、マイクロレンズの平面形状が正三角形、正方
形、正六角形のいずれかであるものとした。
【０００６】請求項３に記載の発明では、請求項２の構
成に加え、マイクロレンズが錐体であるものとした。
成に加え、マイクロレンズが錐体であるものとした。
【０００７】請求項４に記載の発明では、請求項１〜請
求項３のいずれかに記載の構成に加え、マイクロレンズ
アレイの表面凹部を、マイクロレンズアレイとは屈折率
の異なる別物質で満たす構成とした。
求項３のいずれかに記載の構成に加え、マイクロレンズ
アレイの表面凹部を、マイクロレンズアレイとは屈折率
の異なる別物質で満たす構成とした。
【０００８】請求項５に記載の発明では、１対の基板間
に液晶を封入して液晶セルを構成するものにおいて、前
記一方の基板の外側にマイクロレンズを形成することと
した。
に液晶を封入して液晶セルを構成するものにおいて、前
記一方の基板の外側にマイクロレンズを形成することと
した。
【０００９】請求項６に記載の発明では、請求項５の構
成に加え、前記一方の基板の外側に偏光板を配置し、こ
の基板のマイクロレンズと偏光板の間を接着用の粘着剤
で満たし、この粘着剤はマイクロレンズの屈折率と異な
る屈折率を有する透明な物質であるものとした。
成に加え、前記一方の基板の外側に偏光板を配置し、こ
の基板のマイクロレンズと偏光板の間を接着用の粘着剤
で満たし、この粘着剤はマイクロレンズの屈折率と異な
る屈折率を有する透明な物質であるものとした。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施形態を
図１に基づき説明する。液晶表示装置１は液晶セル１０
を中心に構成される。液晶セル１０は第１の基板１１と
第２の基板１２の間に液晶層１３を挟んだものである。
第１の基板１１と第２の基板１２はガラス基板であっ
て、例えば第１の基板１１には画素電極やスイッチング
素子等が、第２の基板１２にはカラーフィルタやブラッ
クマトリックス等が形成されており、また液晶層１３に
接する側の面にはそれぞれ液晶分子１４を配向させる配
向膜を有するものである。２１は第１の基板１１の外側
に配置される入射側偏光板、２２は第２の基板１２の外
側に配置され、それを通して液晶セル１０を直視すると
ころの観察者側偏光板である。
図１に基づき説明する。液晶表示装置１は液晶セル１０
を中心に構成される。液晶セル１０は第１の基板１１と
第２の基板１２の間に液晶層１３を挟んだものである。
第１の基板１１と第２の基板１２はガラス基板であっ
て、例えば第１の基板１１には画素電極やスイッチング
素子等が、第２の基板１２にはカラーフィルタやブラッ
クマトリックス等が形成されており、また液晶層１３に
接する側の面にはそれぞれ液晶分子１４を配向させる配
向膜を有するものである。２１は第１の基板１１の外側
に配置される入射側偏光板、２２は第２の基板１２の外
側に配置され、それを通して液晶セル１０を直視すると
ころの観察者側偏光板である。
【００１１】観察者側偏光板２２と第２の基板１２の間
には、偏光板２２の全領域をカバーするマイクロレンズ
アレイ３０を重ねる。マイクロレンズアレイ３０はガラ
スまたはプラスチックにより成形されるものであり、マ
イクロレンズ３１の配置に特徴を有する。すなわちこの
マイクロレンズアレイ３０は、平面形状多角形のマイク
ロレンズ３１を隙間なく密集させて構成したものであ
る。
には、偏光板２２の全領域をカバーするマイクロレンズ
アレイ３０を重ねる。マイクロレンズアレイ３０はガラ
スまたはプラスチックにより成形されるものであり、マ
イクロレンズ３１の配置に特徴を有する。すなわちこの
マイクロレンズアレイ３０は、平面形状多角形のマイク
ロレンズ３１を隙間なく密集させて構成したものであ
る。
【００１２】図２乃至図５に、マイクロレンズ３１の平
面形状と配置の例を示す。図２に示すのは、平面形状正
方形のマイクロレンズ３１を、隣合うもの同士のコーナ
ー部が１点に集まる形で隙間なく密集させたものであ
る。マイクロレンズ３１の立体形状は四角錐となる。
面形状と配置の例を示す。図２に示すのは、平面形状正
方形のマイクロレンズ３１を、隣合うもの同士のコーナ
ー部が１点に集まる形で隙間なく密集させたものであ
る。マイクロレンズ３１の立体形状は四角錐となる。
【００１３】図３に示すのは、図２の例と同じく平面形
状正方形の四角錐形状をしたマイクロレンズ３１を、隣
合う列同士各辺の２分の１づつピッチをずらす形で隙間
なく密集させた例である。図４に示すのは平面形状正六
角形の六角錐形状をしたマイクロレンズ３１を隙間なく
密集させた例で、平面形状はハニカム状となる。図５に
示すのは平面形状正三角形の三角錐形状をしたマイクロ
レンズ３１を隙間なく密集させた例である。このように
マイクロレンズ３１の平面形状は各レンズを同一形状に
しながら隙間なく配置することのできる正三角形、正方
形、正六角形のいずれかとする。またマイクロレンズ３
１の立体形状は、正三角形、正方形、正六角形のいずれ
かを底面とする錐体とする。
状正方形の四角錐形状をしたマイクロレンズ３１を、隣
合う列同士各辺の２分の１づつピッチをずらす形で隙間
なく密集させた例である。図４に示すのは平面形状正六
角形の六角錐形状をしたマイクロレンズ３１を隙間なく
密集させた例で、平面形状はハニカム状となる。図５に
示すのは平面形状正三角形の三角錐形状をしたマイクロ
レンズ３１を隙間なく密集させた例である。このように
マイクロレンズ３１の平面形状は各レンズを同一形状に
しながら隙間なく配置することのできる正三角形、正方
形、正六角形のいずれかとする。またマイクロレンズ３
１の立体形状は、正三角形、正方形、正六角形のいずれ
かを底面とする錐体とする。
【００１４】図２乃至図５において、マイクロレンズ３
１を多角錐形状とした例を紹介してきたが、底面を多角
形として隙間なく密集配置するという基本が守られれ
ば、底面より上の部分は球面または非球面を連ねてレン
ズ形状を構成することも可能である。
１を多角錐形状とした例を紹介してきたが、底面を多角
形として隙間なく密集配置するという基本が守られれ
ば、底面より上の部分は球面または非球面を連ねてレン
ズ形状を構成することも可能である。
【００１５】このように平面形状多角形のマイクロレン
ズ３１を隙間なく密集配置したマイクロレンズアレイ３
０を観察者側偏光板２２に重ねることにより、液晶セル
１０の全領域において、出射される光にマイクロレンズ
の効果を及ぼすことができる。従って、高輝度と広い視
野角を得ることができる。
ズ３１を隙間なく密集配置したマイクロレンズアレイ３
０を観察者側偏光板２２に重ねることにより、液晶セル
１０の全領域において、出射される光にマイクロレンズ
の効果を及ぼすことができる。従って、高輝度と広い視
野角を得ることができる。
【００１６】図２乃至図５の例では、正三角形、正方
形、正六角形といった平面形状の中心と錐体の頂点の位
置とが一致している。この場合には、各方向からの視野
角を均一に改善することができる。これに少し変化をつ
け、錐体の頂点を平面形状の中心から一方に偏らせた構
成とすれば、特定の方向の視野角を大きく改善すること
ができる。例えば、左および右から見た場合の視野角を
特に改善したり、上方向からの視野角を特に改善したり
することができる。また、目的に合わせ、こうした偏り
形状のマイクロレンズアレイを液晶セル１０の適所ある
いは一部のみに配置する構成も可能である。
形、正六角形といった平面形状の中心と錐体の頂点の位
置とが一致している。この場合には、各方向からの視野
角を均一に改善することができる。これに少し変化をつ
け、錐体の頂点を平面形状の中心から一方に偏らせた構
成とすれば、特定の方向の視野角を大きく改善すること
ができる。例えば、左および右から見た場合の視野角を
特に改善したり、上方向からの視野角を特に改善したり
することができる。また、目的に合わせ、こうした偏り
形状のマイクロレンズアレイを液晶セル１０の適所ある
いは一部のみに配置する構成も可能である。
【００１７】図６に本発明の第２の実施形態を示す。第
１の実施形態と共通する構成要素には前と同じ符号を付
し、説明は省略する（第３、第４の実施形態についても
同様である）。この実施形態は、マイクロレンズアレイ
３０の表面凹部、すなわちマイクロレンズ３１同士の底
面以外の隙間を、別物質４０で満たしたことを特徴とす
る。別物質４０はマイクロレンズ３１の頂点の高さで平
坦にならされる。別物質４０に求められる要件は、透明
であることと、マイクロレンズアレイ３０とは屈折率が
異なることである。マイクロレンズアレイ３０の屈折率
をｎ１とし、別物質４０の屈折率をｎ２とした場合、ｎ
１＜ｎ２であれば、図７のような光の経路５０が生じ
る。ｎ１＞ｎ２であれば、図８のような光の経路５０が
生じる。いずれにしても、複合屈折角θ２はマイクロレ
ンズ３１単独の屈折角θ１よりも大となり、視野角拡大
の効果が増大する。
１の実施形態と共通する構成要素には前と同じ符号を付
し、説明は省略する（第３、第４の実施形態についても
同様である）。この実施形態は、マイクロレンズアレイ
３０の表面凹部、すなわちマイクロレンズ３１同士の底
面以外の隙間を、別物質４０で満たしたことを特徴とす
る。別物質４０はマイクロレンズ３１の頂点の高さで平
坦にならされる。別物質４０に求められる要件は、透明
であることと、マイクロレンズアレイ３０とは屈折率が
異なることである。マイクロレンズアレイ３０の屈折率
をｎ１とし、別物質４０の屈折率をｎ２とした場合、ｎ
１＜ｎ２であれば、図７のような光の経路５０が生じ
る。ｎ１＞ｎ２であれば、図８のような光の経路５０が
生じる。いずれにしても、複合屈折角θ２はマイクロレ
ンズ３１単独の屈折角θ１よりも大となり、視野角拡大
の効果が増大する。
【００１８】図９に第３の実施形態を示す。これは第２
の実施形態の発展形であって、マイクロレンズアレイ３
０と観察者側偏光板２２の位置を逆転し、液晶セル１０
の基板１２にマイクロレンズアレイ３０を直接重ね、そ
の外側に観察者側偏光板２２を置いたものである。別物
質４０には観察者側偏光板２２を接着するための粘着剤
を充てた。当然のことながら、粘着剤４０は透明であ
り、且つマイクロレンズアレイ３０とは屈折率が異な
る。このように粘着剤をレンズ構成要素の一部として利
用することにより、製作工程を徒に増加させることなく
第２の実施形態と同様のマイクロレンズアレイを実現す
ることができる。
の実施形態の発展形であって、マイクロレンズアレイ３
０と観察者側偏光板２２の位置を逆転し、液晶セル１０
の基板１２にマイクロレンズアレイ３０を直接重ね、そ
の外側に観察者側偏光板２２を置いたものである。別物
質４０には観察者側偏光板２２を接着するための粘着剤
を充てた。当然のことながら、粘着剤４０は透明であ
り、且つマイクロレンズアレイ３０とは屈折率が異な
る。このように粘着剤をレンズ構成要素の一部として利
用することにより、製作工程を徒に増加させることなく
第２の実施形態と同様のマイクロレンズアレイを実現す
ることができる。
【００１９】図１０に第４の実施形態を示す。ここで
は、別体のマイクロレンズアレイを重ねるのでなく、液
晶セル１０の基板１２そのものに多数のマイクロレンズ
３１を形成し、マイクロレンズアレイとした。マイクロ
レンズ３１が平面形状多角形であって、隙間なく密集配
置されていることはこれまでの実施形態と同様である。
また観察者側偏光板２２を接着するための粘着剤でマイ
クロレンズ３１同士の底面以外の隙間を満たし、これを
別物質４０とした。この粘着剤４０も透明で、マイクロ
レンズアレイ３０とは屈折率が異なる。この構成によれ
ば、液晶セル１０の基板１２がマイクロレンズアレイと
なるため、部品点数が少なくて済む。また観察者側偏光
板２２を接着するための粘着剤を、マイクロレンズ３１
同士の底面以外の隙間を満たす別物質に流用したから、
第３の実施形態の場合と同様、偏光板貼り付け作業に伴
いマイクロレンズアレイの表面凹部が自動的に埋めら
れ、製造が容易である。
は、別体のマイクロレンズアレイを重ねるのでなく、液
晶セル１０の基板１２そのものに多数のマイクロレンズ
３１を形成し、マイクロレンズアレイとした。マイクロ
レンズ３１が平面形状多角形であって、隙間なく密集配
置されていることはこれまでの実施形態と同様である。
また観察者側偏光板２２を接着するための粘着剤でマイ
クロレンズ３１同士の底面以外の隙間を満たし、これを
別物質４０とした。この粘着剤４０も透明で、マイクロ
レンズアレイ３０とは屈折率が異なる。この構成によれ
ば、液晶セル１０の基板１２がマイクロレンズアレイと
なるため、部品点数が少なくて済む。また観察者側偏光
板２２を接着するための粘着剤を、マイクロレンズ３１
同士の底面以外の隙間を満たす別物質に流用したから、
第３の実施形態の場合と同様、偏光板貼り付け作業に伴
いマイクロレンズアレイの表面凹部が自動的に埋めら
れ、製造が容易である。
【００２０】
【発明の効果】本発明の構成によれば、液晶セルの観察
者側の面から出射する光のすべてをマイクロレンズにと
らえることができるから、直視型の液晶表示装置におい
て、最大の効率をもって光を観察者に届けることがで
き、輝度や視野角の改善に寄与するところ大である。
者側の面から出射する光のすべてをマイクロレンズにと
らえることができるから、直視型の液晶表示装置におい
て、最大の効率をもって光を観察者に届けることがで
き、輝度や視野角の改善に寄与するところ大である。
【図１】 本発明の第１の実施形態を示す液晶表示装置
の概略断面図
の概略断面図
【図２】 マイクロレンズアレイの第１例を示す部分平
面図
面図
【図３】 マイクロレンズアレイの第２例を示す部分平
面図
面図
【図４】 マイクロレンズアレイの第３例を示す部分平
面図
面図
【図５】 マイクロレンズアレイの第４例を示す部分平
面図
面図
【図６】 本発明の第２の実施形態を示す液晶表示装置
の概略断面図
の概略断面図
【図７】 光の屈折について説明する部分拡大断面図
【図８】 光の屈折の他例を説明する部分拡大断面図
【図９】 本発明の第３の実施形態を示す液晶表示装置
の概略断面図
の概略断面図
【図１０】 本発明の第４の実施形態を示す液晶表示装
置の概略断面図
置の概略断面図
１ 液晶表示装置 １０ 液晶セル １１ 第１の基板 １２ 第２の基板 １３ 液晶層 ２１ 入射側偏光板 ２２ 観察者側偏光板 ３０ マイクロレンズアレイ ３１ マイククロレンズ ４０ 別物質 ５０ 光の経路
フロントページの続き (72)発明者 賀勢 裕之 鳥取県鳥取市南吉方３丁目201番地 鳥取 三洋電機株式会社内 (72)発明者 森 善隆 鳥取県鳥取市南吉方３丁目201番地 鳥取 三洋電機株式会社内 (72)発明者 田中 慎一郎 鳥取県鳥取市南吉方３丁目201番地 鳥取 三洋電機株式会社内 Ｆターム(参考） 2H090 JB02 JB03 LA09 LA12 2H091 FA08X FA08Z FA26X GA01 GA13 LA12 LA19
Claims (6)
- 【請求項１】 液晶セルの観察者側偏光板にマイクロレ
ンズアレイを重ねると共に、前記マイクロレンズアレイ
は、平面形状多角形のマイクロレンズを隙間なく密集さ
せた構成としたことを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項２】 マイクロレンズの平面形状が正三角形、
正方形、正六角形のいずれかであることを特徴とする請
求項１に記載の液晶表示装置。 - 【請求項３】 マイクロレンズが錐体であることを特徴
とする請求項２に記載の液晶表示装置。 - 【請求項４】 マイクロレンズアレイの表面凹部を、マ
イクロレンズアレイとは屈折率の異なる別物質で満たし
たことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記
載の液晶表示装置。 - 【請求項５】 １対の基板間に液晶を封入して液晶セル
を構成するものにおいて、前記一方の基板はその外側に
マイクロレンズが形成されていることを特徴とする液晶
表示装置。 - 【請求項６】 前記一方の基板の外側に偏光板を配置
し、この基板のマイクロレンズと偏光板の間を接着用の
粘着剤で満たし、前記粘着剤はマイクロレンズの屈折率
と異なる屈折率を有する透明な物質であることを特徴と
する請求項５に記載の液晶表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000244245A JP2002055336A (ja) | 2000-08-11 | 2000-08-11 | 液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000244245A JP2002055336A (ja) | 2000-08-11 | 2000-08-11 | 液晶表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002055336A true JP2002055336A (ja) | 2002-02-20 |
Family
ID=18734959
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000244245A Pending JP2002055336A (ja) | 2000-08-11 | 2000-08-11 | 液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002055336A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003091792A1 (fr) * | 2002-04-24 | 2003-11-06 | Nitto Denko Corporation | Unite d'affichage a cristaux liquides a agrandissement de l'angle de vue |
| CN113219561A (zh) * | 2021-04-13 | 2021-08-06 | 福州大学 | 大景深复合微透镜及其制作方法 |
-
2000
- 2000-08-11 JP JP2000244245A patent/JP2002055336A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003091792A1 (fr) * | 2002-04-24 | 2003-11-06 | Nitto Denko Corporation | Unite d'affichage a cristaux liquides a agrandissement de l'angle de vue |
| US7317498B2 (en) | 2002-04-24 | 2008-01-08 | Nitto Denko Corporation | Viewing angle magnification liquid crystal display unit |
| CN100380197C (zh) * | 2002-04-24 | 2008-04-09 | 日东电工株式会社 | 视场角扩大的液晶显示装置 |
| CN113219561A (zh) * | 2021-04-13 | 2021-08-06 | 福州大学 | 大景深复合微透镜及其制作方法 |
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